import java.util.Arrays;
import java.util.Random;

/**
 * Created by xiebang
 * Description
 * User:小谢
 * Date:2021-10-18
 * Time:20:24
 */
public class TestSort {
    /*
    1）直接插入排序。
    1、时间复杂度
    最好的情况下【有序】：o(n);
    最坏的情况下[逆序]：o(n^2);
    平均的情况下【】：o(n^2);
    2.空间复杂度:o(1)
    3.稳定性:稳定（是否会调换相同数的位置）
    一个稳定的排序，可以被实现为不稳定的排序
    但是一个本身如果就是一个不稳定的排序，那么就没办法实现稳定的排序。
    快捷判断稳定性：如果在排序的过程中，没有放生跳跃式的交换 那么就是稳定的排序。
    直接插入排序的特点：有有序越快！->一般插入排序就要优化的地方。
    //优化（折半插入排序）
     */
    public static  void insertSort(int[] array){
        long start = System.currentTimeMillis();
        for (int i = 1; i < array.length; i++) {
            int tmp = array[i];
            int j = 0;
            for (j = i - 1; j >=0 ; j--) {
                if (tmp < array[j]){
                    array[j + 1] = array[j];
                }else {
                    break;
                }
            }
            array[j + 1] = tmp;
        }
        long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println(end - start);
    }
    public static  void insertSort2(int[] array,int left,int right){
        long start = System.currentTimeMillis();
        for (int i = left + 1; i<=right; i++) {
            int tmp = array[i];
            int j = 0;
            for (j = i - 1; j >=left ; j--) {
                if (tmp < array[j]){
                    array[j + 1] = array[j];
                }else {
                    break;
                }
            }
            array[j + 1] = tmp;
        }
        long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println(end - start);
    }
    public static  void myinsertSort(int[] array){
        for (int i = 1; i < array.length; i++) {
            int tmp = array[i];
            int j = 0;
            for (j = i; j >0 ; j--) {
                if (tmp < array[j-1]){
                    array[j] = array[j-1];
                }else {
                    break;
                }
            }
            array[j] = tmp;
        }
    }
    /*
    2）希尔排序
    1、时间复杂度：o(n^1.3-n^1.5)
    2/空间复杂度：o(1)
    3稳定性：不稳定
     */

    /***
     * 直接插入排序
     * @param array
     * @param gap
     */
    public static void shell(int[] array,int gap){
        for (int i = gap; i < array.length ; i++) {
            int tmp = array[i];
            int j= 0;
            for (j = i-gap; j >=0; j-=gap) {
                if (tmp < array[j]){
                    array[j+gap] = array[j];
                }else {
                    break;
                }
            }
            array[j+gap] = tmp;
        }
    }
    public static void shellSort(int[] array){
        long start = System.currentTimeMillis();
        int gap = array.length;
        while (gap > 1){
            shell(array,gap);
            gap /= 2;
        }
        shell(array,gap);
        long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println(end - start);
    }
    /*
   3）选择排序
   1、时间复杂度 ：o(n^2)
   2.空间复杂度:o(1)
   3.稳定性:不稳定的排序
     */
    public static void selectSort(int[] array){
        for (int i = 0; i < array.length; i++) {
            for (int j = i; j < array.length; j++) {
                if (array[i] > array[j]){
                    int tmp = array[i];
                    array[i] = array[j];
                    array[j] = tmp;
                }
            }
        }
    }
    public static void mySelectSort(int[] array){
        for (int i = 0; i < array.length; i++) {
            int min = i;
            int k = i;
            for (int j = i + 1; j < array.length; j++) {
                if (array[j] < array[min]){
                    min = j;
                }
            }
            int tmp = array[k];
            array[k] = array[min];
            array[min] = tmp;
        }
    }
    /*
    4）堆排序
    1.时间复杂度o(NlogN)
    2.空间复杂度o(1)
    3.稳定性：不稳定
     */
    public static void shiftDown(int[]array,int parent,int len){
        int child = 2*parent + 1;
        while (child < len){
            if (child+ 1 < len && array[child] < array[child+1]){
                child++;
            }

            if (array[child] > array[parent]){
                int tmp = array[child];
                array[child] = array[parent];
                array[parent] = tmp;
                parent= child;
                child = 2*parent + 1;
            }else {
                break;
            }
        }

    }
    public static void createBigHeap(int[] array){
        for (int i = (array.length-1)/2; i > 0; i--) {
                shiftDown(array,i, array.length);
        }
    }
    public static void heapSort(int[] array){
        createBigHeap(array);
        int end = array.length-1;
        while (end>0){
            int tmp = array[end];
            array[end] = array[0];
            array[0] = tmp;
            shiftDown(array,0,end);
            end--;
        }
    }

    /*
    5）冒泡排序
    时间复杂度o(n^2)
    空间复杂度o(1)
    稳定性：稳定
     */
    public static void bubbleSort(int[] array){
        for (int i = 0; i < array.length -1 ; i++) {
            boolean flg = false;
            for (int j = 0; j < array.length -1- i; j++) {
                if (array[j] > array[j + 1]){
                    int tmp = array[j];
                    array[j] = array[j+1];
                    array[j+1] = tmp;
                    flg = true;
                }
            }
            if (flg == false){
                break;
            }
        }
    }
    public static void myBubbleSort(int[] array){
        for (int i = 0; i < array.length; i++) {
            for (int j = 1; j < array.length - i; j++) {
                if (array[j - 1] > array[j]){
                    int tmp = array[j-1];
                    array[j-1] = array[j];
                    array[j] = tmp;
                }
            }
        }
    }
    /*
    6）快速排序
    时间复杂度:o(n*logn)每一层都是n高度为logn
    空间复杂度:o(logn)
    稳定性:不稳定的排序
     */
    public static void medianOfTree(int[] array,int left,int right){
        int mid = (left + right) / 2;
        if (array[left] < array[mid]){
                int tmp = array[left];
                array[left] = array[mid];
                array[mid] = tmp;
        }// array[mid] < array[left]
        if (array[left] >array[right]){
                int tmp = array[left];
                array[left] = array[right];
                array[right] = left;
        }//array[right] > array[left]

        if (array[mid] > array[left]){
            int tmp = array[left];
            array[left] = array[mid];
            array[mid] = tmp;
        }
    }
    public static void mymedianOfTree(int[] array,int left,int right){
        int mid = (left + right) / 2;
        if (array[mid] > array[left]){
            if (array[right] > array[mid]){
                int tmp = array[left];
                array[left] = array[mid];
                array[mid] = tmp;
            }else if (array[right] >array[left]){
                int tmp = array[left];
                array[left] = array[right];
                array[right] = left;
            }
        }else {
            if (array[right] < array[mid]){
                int tmp = array[left];
                array[left] = array[mid];
                array[mid] = tmp;
            }else if (array[right] <array[left]){
                int tmp = array[left];
                array[left] = array[right];
                array[right] = left;
            }
        }
    }
    public static void quick(int[] array,int left,int right){
        if (left >= right) return;
        /*
        1.随机选择基准法 先将left的值换一下。
        2.几数取中法 交换left与中间的值
         */
//        Random random = new Random();
//        int rand = random.nextInt(right - left) + left+1;
//        medianOfTree(array,left,right);
        //3.递归执行到一个区间后进行直接插入排序
        if ((right - left + 1)< 100){
            insertSort2(array,left,right);
            return;
        }
        int piovt = partition(array,left,right);
        quick(array,left,piovt-1);
        quick(array,piovt + 1,right);
    }
    public static int partition(int[] array,int start,int end){
        int tmp = array[start];
        while (start < end){
            //先判断后面
            while (array[end] >= tmp && start < end){
                end--;
            }
            array[start] = array[end];
            //在判断前边
            while (array[start] <= tmp && start < end){
                start++;
            }
            array[end] = array[start];
        }
        array[start] = tmp;
        return start;
    }
    public static void swap(int[] array,int i,int j){
        int tmp = array[i];
        array[i]= array[j];
        array[j] = tmp;
    }
    /*
    快速排序的优化
    1.随机选择基准法 先将left的值换一下。
    2.
     */
    public static void quickSort(int[] array){
        quick(array,0,array.length-1);
    }
    public static void main(String[] args) {
        int[] array = new int [10_0000];
        for (int i = 0; i < array.length; i++) {
            array[i] = i;
        }
//        insertSort(array);
//        Random random = new Random();
//        for (int i = 0; i < array.length; i++) {
//            array[i] = random.nextInt(10_0000);
//        }
        long start = System.currentTimeMillis();
//        bubbleSort(array);
        quickSort(array);
        long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println(end - start);
    }
    public static void main1(String[] args) {
        int[] array = {6,2,1,7,5};

        System.out.println(Arrays.toString(array));
//        shellSort(array);
//        selectSort(array);
//        heapSort(array);
//        bubbleSort(array);
        quickSort(array);
        System.out.println(Arrays.toString(array));
    }
}
